智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

任強(qiáng)

【摘要】BIM技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠提升整體的施工質(zhì)量，提高施工效率，縮小返工的次數(shù)，為施工企業(yè)提供更多的便利。本文就智能建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)的可行性進(jìn)行了分析，并總結(jié)了存在的問題和應(yīng)對(duì)辦法。

【關(guān)鍵詞】智能建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);BIM技術(shù)

目前，建筑工程的規(guī)模不斷加大，建筑數(shù)量也越來越多。人們對(duì)建筑的質(zhì)量提出了更高的要求，尤其是建筑結(jié)構(gòu)，直接關(guān)系著整個(gè)建筑物的質(zhì)量，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更新，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，采用新的技術(shù)和新的方法，全面提升建筑的性能，達(dá)到節(jié)約成本的目的。BIM技術(shù)在廣泛應(yīng)用之后，質(zhì)量和效率上優(yōu)勢(shì)明顯。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要特別重視在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用BIM技術(shù)，應(yīng)當(dāng)在掌握先進(jìn)技術(shù)能力的基礎(chǔ)上，發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用效果。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用

1.1在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)

1.1.1具有模擬設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)在應(yīng)用后，教師利用模擬建模的方式對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行呈現(xiàn)。BIM技術(shù)不僅能夠幫助工程施工人員掌握施工的現(xiàn)狀和所需的數(shù)據(jù)內(nèi)容等，還能夠讓施工人員對(duì)施工中存在的問題和施工進(jìn)展等進(jìn)行細(xì)致的分析和研究，使得工程的建設(shè)更加合理和具有針對(duì)性[1]。其最大的優(yōu)勢(shì)如表1所示。

1.1.2具有可視化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作主要是借助平面圖繪制進(jìn)行表現(xiàn)，這種繪制方式雖然能夠?qū)φw的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的規(guī)劃，但是一些更加細(xì)致的內(nèi)容并沒有充分地展示出來。但是，BIM技術(shù)中的3D模型在建立后能夠體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)中的一些細(xì)節(jié)內(nèi)容，幫助施工人員第一時(shí)間對(duì)結(jié)構(gòu)整體情況充分地理解，在找出其存在的問題后，全面提升建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)建筑施工工作的順利進(jìn)行。

1.2建筑結(jié)構(gòu)性能中應(yīng)用BIM技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)的性能主要有抗震的性能和牢固的性能，在施工中采用BIM技術(shù)，能夠?qū)Σ煌糠诌M(jìn)行結(jié)合，構(gòu)建出一個(gè)較為完整的結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過采用BIM模型中的數(shù)據(jù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行剖析后，不僅能夠提升檢測(cè)的時(shí)效性，還能夠降低人力和物力等產(chǎn)生的消耗。建筑結(jié)構(gòu)的性能模擬主要是從可視度、風(fēng)環(huán)境、日照等方面進(jìn)行模擬。例如：利用BIM技術(shù)對(duì)室外風(fēng)環(huán)境模擬過程中模擬建筑的合理使用情況，使得周邊和居住區(qū)的人員免受施工影響，在提升人們居住舒適性的基礎(chǔ)上，通過合理規(guī)劃綠化和布景等，遏制可能發(fā)生的滯風(fēng)現(xiàn)象和渦流等現(xiàn)象，又如：建筑物的環(huán)境噪音模擬過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過利用BIM技術(shù)模擬聲環(huán)境，構(gòu)建幾何模型，對(duì)材質(zhì)或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法等進(jìn)行模擬操作后，能夠?qū)ㄖ穆晫W(xué)質(zhì)量等進(jìn)行測(cè)試，再根據(jù)測(cè)試的結(jié)果制定出合理的降低噪音的主要路徑和方案等[2]。由此可見，將BIM技術(shù)應(yīng)用至建筑結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析時(shí)，通過提出針對(duì)性的測(cè)試路徑后，有效了解建筑物的建成狀況等，使得綠色建筑得以推廣和應(yīng)用，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理，進(jìn)而對(duì)自然采光、通風(fēng)或者保暖等進(jìn)行有效改善，高效利用資源，使得建筑項(xiàng)目更具舒適性和具有環(huán)保的性。

1.3建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同中應(yīng)用BIM技術(shù)

建筑項(xiàng)目在沒有應(yīng)用BIM技術(shù)之前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)開展的各項(xiàng)技術(shù)或者產(chǎn)生的信息等進(jìn)行共享，但是由于信息不能得到同步發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在諸多矛盾和問題。而在廣泛使用BIM技術(shù)之后，建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同的質(zhì)量得到了明顯的改善，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的各項(xiàng)信息同步發(fā)展，信息和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系越來越緊密。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中不僅有水暖或者土建等方面的數(shù)據(jù)，而且具有裝飾裝修等方面的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在傳遞過程中需要保持一致。例如：剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，通過采用BIM技術(shù)開展協(xié)同工作，需要對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的物理模型或者梁樁柱分析模型等內(nèi)容進(jìn)行考慮和兼顧，以此能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同發(fā)展[3]。第一，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行設(shè)置，并通過借助結(jié)構(gòu)分析模型，實(shí)現(xiàn)多種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞過程中的一致性和同步性。這種方式能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。第二，BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)具有可計(jì)量性，建筑結(jié)構(gòu)協(xié)同工作時(shí)能夠?yàn)槠涮峁?shù)據(jù)上的支持，建筑數(shù)據(jù)庫(kù)中的一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)施工管理部門也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享，使得數(shù)據(jù)傳輸變得更加準(zhǔn)確和及時(shí)。例如：項(xiàng)目成本管理單位在對(duì)成本進(jìn)行管控時(shí)具有可參考的數(shù)據(jù)，提升決策的準(zhǔn)確性和可靠性。

1.4鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用BIM技術(shù)

大跨度發(fā)展是當(dāng)前建筑工程發(fā)展的重要方向，建筑的穩(wěn)定性和可靠性想要得到保障，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性予以重視，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，通過采用BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)主要是由混凝土和型鋼構(gòu)成，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)都是借助梁柱的連接欄得以實(shí)現(xiàn)。因此，這一方式給當(dāng)前的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更大的挑戰(zhàn)和難題。BIM鋼結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的模型完整性等進(jìn)行全面的考慮，對(duì)定位構(gòu)件的分段等重點(diǎn)把握。同時(shí)對(duì)關(guān)鍵連接部位的穩(wěn)定性等予以重視。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)存在的主要問題和解決措施

2.1存在的問題

2.1.1 BIM技術(shù)在應(yīng)用時(shí)存在系統(tǒng)不完善的問題

建筑施工過程中通過采用BIM技術(shù)能夠進(jìn)一步提升建筑的質(zhì)量和建造的效率。因此，BIM技術(shù)被廣泛地應(yīng)用至建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中。但是該技術(shù)應(yīng)用中還存在著諸多問題，例如：自身管理系統(tǒng)存在較大的缺陷，一些出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)或者存在的問題等無(wú)法得到有效的規(guī)避和解決，建筑結(jié)構(gòu)中存在的風(fēng)險(xiǎn)或者不合理問題也不斷增加，直接威脅人們的使用和生命安全。

2.1.2 BIM技術(shù)在使用時(shí)成本較高

BIM技術(shù)作為一種先進(jìn)的技術(shù)，被應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中，大大提升了建筑結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性。但是這一技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，大量的資金將會(huì)被消耗，建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)受到一定的影響。同時(shí)，建筑行業(yè)專業(yè)人員在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)專業(yè)能力下降，人員不足等問題[4]。另外，建筑企業(yè)一旦應(yīng)用這種先進(jìn)的技術(shù)，需要投入更多的人力和物力等，甚至還要聘請(qǐng)專門的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)等，這就在無(wú)形之中增加了建筑企業(yè)的建造成本。

2.2解決舉措

2.2.1做好準(zhǔn)備工作，制定項(xiàng)目樣板

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)項(xiàng)目樣本予以重視，這樣才能使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的完善。因?yàn)橥晟频捻?xiàng)目樣板能夠打好建筑基礎(chǔ)工作，使得各項(xiàng)工作順利開展，在做好項(xiàng)目準(zhǔn)備工作的同時(shí)，還能夠讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員避免多次操作，明顯提升建筑設(shè)計(jì)人員的工作效率。

2.2.2根據(jù)操作規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)

各個(gè)部件的構(gòu)成和組成使得建筑結(jié)構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)，因此，保障各個(gè)部件的質(zhì)量等將會(huì)直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)這些部件做好規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作，根據(jù)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等開展有效操作，這樣才能切實(shí)滿足建筑項(xiàng)目施工的質(zhì)量。并且，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好科學(xué)的規(guī)劃和調(diào)整工作，這樣才能避免各個(gè)部件在使用時(shí)出現(xiàn)各種問題。例如：部件不符合規(guī)范要求;產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo);數(shù)量不對(duì)等。

3.總結(jié)

由此可見，BIM技術(shù)在具體的實(shí)踐和應(yīng)用時(shí)需要從多個(gè)角度去分析和應(yīng)用，才能在各個(gè)環(huán)節(jié)中推廣BIM技術(shù)，讓人們認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)所發(fā)揮的重要作用。當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)提升建筑的質(zhì)量和設(shè)計(jì)的水平等都具有重要的意義，不僅突顯了我國(guó)建筑業(yè)的科學(xué)技術(shù)含量，還進(jìn)一步推動(dòng)了智慧城市的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫兵.BIM技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2020，50（13）：160.

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[4]程亦飛.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐分析與研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2020（15）：45.

（作者單位：新疆煤炭設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

【中圖分類號(hào)】TU201.4

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）10-0060-02